Seramik kaplanmış metallerin aşınma davranışlarının deneysel olarak incelenmesi

Abstract

III ÖZET SERAMİK KAPLANMIŞ METALLERİN AŞINMA DAVRANIŞLARININ DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ Bu çalışmada, iki zamanlı içten yanmalı bir benzin motoru silindir bloğu içerisinde, termal spreyleme ile Mo-Ni-Al esaslı kompozit malzeme kaplanmış ve kaplanmamış haldeki segman dış yüzeyi ile silindir bloğu iç yüzeyi arasındaki aşınma mekanizması, motor çalışma şartlarına uygun sıcaklık ve yük değerleri seçilerek, kuru ve yağlı sürtünme şartlarında deneysel olarak araştırılmıştır. Kaplama malzemesi, segman ve silindir gömleğinin yapılan mikrosertlik taramaları yanısıra mikroyapı incelemeleri; metalografik teknikler, kimyasal spektrum, EDX analizleri ve elektron mikroskobu kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Aşınma testleri, standard pim-ring aşındırma deney tesisatı vasıtası ile gerçekleştirilerek, numunelerin ağırlık kayıpları hesaplanmış ve aşınma esnasında sürtünme kuvvetlerinin zamana göre değişimi belirlenmiştir. Aşınan yüzeylerin değerlendirmesinde yine yukarıda bahsedilen tekniklerden yararlanılmıştır. Kuru ortamda kaplamanın aşınma miktarı yükün artışı ile artarken sıcaklığın artışı ile azalma göstermiştir. Her iki ortamda da aşman yüzeylerin pürüzlülük değeri azalmıştır. Yağlı ortamda aşınma testleri, l/S oranında benzin-SAE 63 yağ karışımı oluşturularak yapılmıştır. Yağlı ortamda kaplama malzemesinin sürtünme kuvveti ve aşınma kaybının zamana bağlı olarak azalma gösterdiği belirlenmiştir. Bu ortamda sıcaklık artması aşınma miktarı azaltıcı bir etki meydana getirmiştir. Sonuç olarak, incelenen kaplama malzemesi, akma gerilmesi düşük ve kırılgan olduğundan ve çıplak segman malzemesine göre daha çok aşındığından uygun değildir. Anahtar Kelimeler Mo-Ni-Al kompozit kaplama, termal kaplamalar, abraziv aşınma, sıcakta aşınma.

IV ABSTRACT AN EXPERIMENTAL STUDY ON THE WEAR BEHAVIOUR OF THE CERAMIC COATED METALS In this study, for the internal combustion engine, the abrasive wear behaviour and wear mechanizm of piston ring coated with the Al-Mo-Ni ceramic matrix composite materials by thermal sprey method was investigated. During the tests, the temperatures and loads was chosen as suitable for the engine working under dry and lubricated conditions. The microstructures examination of coated materials, piston ring and cylinder block as well as microhardness studies was carried out by using metalographical tecniques, spectrum analyses, EDX and electron mikroscope methods. The wear tests for the uncoated and coated samples by thermal sprey method were conducted at different temperatures and loading conditions on standard pin ring wear testing device. The samples were rotated by 900 rpm and with duration of 900 sec. Furthermore, Wear ratio was determined as weight loss of all the worn samples, and friction coeffients were also recorded. Although, the wear amounts of the coating were increased with the load, it was decreased with temperatures. The surface roughness of the worn surfaces were decreased under both conditions. Keywords: Mo-Ni-AI composite coating, thermal sprey coatings, abrasive wear, wear at elevated temperatures.